Question

9．利用如图装置测定中和反应的反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸溶液温度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度．
回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应表示中和热的热反应化学方程（中和热数值为57.3KJ/mol）NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol
（2）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是D
A．用温度计小心搅拌             B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯               D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（3）实验数据如下表：

温度   实验次数	起始温度t1℃			终止温度t2/℃	温度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5	3.4
2	25.9	25.9	25.9	29.2
3	26.4	26.2	26.3	29.8

①温度差平均值为3.4℃．近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．利用上表数据计算该中和反应的反应热△H=-56.8kJ/mol（ 保留一位小数）；
②利用上表数据计算出的中和热与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）abcd．
a．实验装置保温、隔热效果差；     b．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度； 
c．量取NaOH溶液的体积时仰视读数； d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中．

Answer 1

分析 （1）根据酸碱中和热书写热化学方程式；
（2）硫酸和氢氧化钠混合时，用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动，使硫酸与NaOH溶液混合均匀；
（3）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值，再根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，最后根据△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol计算出反应热；
②a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；
b．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小；
c．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量不变，但温度差偏小；
d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失．

解答 解：（1）中和热是在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1mol水的热效应，中和反应一定放热，△H＜0，根据题中的中和热的数值为57.3kJ/mol，则中和热的热化学方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动；温度计是测量温度的，不能使用温度计搅拌；也不能轻轻地振荡烧杯，否则可能导致液体溅出或热量散失，影响测定结果；更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌，否则会有热量散失，
故选：D；
（3）①3次温度差分别为：3.4℃，3.3℃，3.5℃，均有效，温度差平均值=3.4℃；50mL0.25mol/L硫酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的质量为：100ml×1g/ml=100g，温度变化的值为△T=3.4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；中和热为：△H=-56.8kJ/mol，
故答案为：3.4℃；-56.8kJ/mol；
②a．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a正确；
b．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，中和热的数值偏小，故b正确；
c．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量不变，但温度差偏小，中和热的数值偏小，故c正确；
d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失，中和热的数值偏小，故d正确；
故答案为：abcd．

点评 本题主要考查热化学方程式以及反应热的计算，题目难度大，注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法，以及测定反应热的误差等问题．